基于GPRS的电梯在线监控系统的设计

摘要：由于信号在CAN总线中有效传输距离有限，为此对采用CAN总线技术的电梯远程监控系统，提出了一种基于嵌入式ARM处理器和GPRS无线通信技术的电梯远程监控系统的方案。通过由LPC2148和EM310组成的电梯终端将电梯的运行状况和故障信息经GPRS网络及时发送到远程监控中心，然后经由监控中心上位机软件的操作，实现了电梯的远程监控。解决了信号传输距离的问题。
关键词：远程监控；GPRS；AT指令；EM310

目前我国电梯拥有量随着高层建筑的增多而迅猛增长，为生产与生活提供了极大的便利。而如何保证每台电梯都能够可靠运行，及时发现故障和排除故障，已成为提高物业管理水平和电梯技术进步的关键所在。电梯运行质量直接由监控系统的功能决定，目前国内电梯的集中监控系统多采用固定传输或CAN总线现场数据采集，而CAN总线最大传输距离为10 km，要在更大范围内实现电梯的集中监控，就需要增加系统硬件设备。为此本文设计了一种基于GPRS技术的远程电梯监测系统。由于无线GPRS网络具有永远在线和传输速率高等突出特点，此外能在保证数据传输及时、准确的前提下，能将系统运行维护费用降低到最低。

1 GPRS简介
GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的简称，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。GPRS在GSM系统中引入两个新的网络节点(GPRS服务支持节点SGSN和GPRS网关支持节点GGSN)并作软件升级，能够在终端设备和挂接在Internet上的服务器之间建立一条数据通信的链路。GPRS网络的技术优势主要体现在两个方面，用户数据与无线网络资源的结合和基于IP协议的数据透明传送。与原有的GSM比较，GPRS在数据业务的承载和支持上具有明显的优势：1)通过多个GSM时隙的复用，支持的数据传输的速率更高，理论峰值达17 Kbps；2)不同的网络用户共享同一组GPRS信道，但只有当某一个用户需要发送或接收数据时才会占用信道资源。这样，通过多用户的业务复用，更有效地利用了信道资源，特别适合突发性、频繁的小流量数据传输，很好地适应数据业务的突发性特点；3)GPRS计费方式更加灵活，支持按流量计费；4)与无线应用协议(WAP)技术不同，GPRS能够随时为用户提供透明的IP通道，可直接访问Internet中的所有站点和资源；5)采用信道复用技术，每一个GPRS用户都能够实现永远在线；另外，GPRS还能支持在进行数据传输的同时进行语音通话等。

2 系统组成和原理
2．1 系统组成原理
基于GPRS的电梯监控系统翻的组成结构如图1所示。系统由本地PLC、信息获取终端、GPRS数据传输和远程监控中心组成。

首先由终端设备的嵌入式微控制器与本地PLC进行数据通信，获得电梯的运行状态参数，把获得的这些数据进行处理，然后通过串口把处理结果以协议数据帧的格式通过GPRS模块发送到GPRS网络中。由于GPRS网与互联网都是基于IP协议的，且是互相连接的，终端的数据处理结果经由GPRS网络透明地传送到远程监控中心。监控中心主机接入Internet，有一个固定IP地址，先由终端登陆GPRS，获得IP地址，然后将这个IP地址发给主机监控中心。由于终端机的IP地址是GPRS内网的IP地址，所以要经过GPRS网络的NAT服务器进行网络地址转换，才能实现主机和终端机之间的双向通信。当主机监控中心接收到终端机发送过来的IP地址，终端机和监控中心的网络就已连接通，监控中心的查询命令或控制命令也就可以通过互联网和GPRS网发送到GPRS模块中，再由GPRS模块传送到终端设备，对它们进行操作，从而在嵌入式平台上实现对电梯的远程监控。